KR102407676B1 - Leakage detection system and method based on hydraulic head analysis - Google Patents
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Abstract
본 발명은 측정한 수압에 따라 구간별 동수두 변화를 모니터링하여 동수두 변화가 급변하는 지점을 기점으로 누수 구간을 추정하는 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 수압에 따른 압력 수두와 지반고에 따른 위치 수두에 따라 산정한 동수두를 구간별로 분석하여, 절점별로 얻는 동수두의 분포 또는 구간별로 얻는 동수두 변화량의 분포에 따라 누수 의심 구역을 선정하고, 동수두 변화량이 가장 크게 변동하는 절점에서 최대 동수두 변화량이 나타난 구간을 누수 구간으로 추정한다.The present invention relates to a leak detection system and method based on dynamic head analysis for estimating a leak section based on a point where the dynamic head change rapidly changes by monitoring the change in the dynamic head according to the measured water pressure, and the pressure head according to the water pressure Analyze the hydraulic head calculated according to the location head according to the ground height and the ground level by section, and select a leak suspect area according to the distribution of the dynamic head obtained for each node or the distribution of the change in the amount of change in the dynamic head obtained for each section, and the change in the hydrohead head fluctuates the most The section in which the maximum hydrodynamic head change is shown at the junction is estimated as the leaking section.
Description
본 발명은 측정한 수압에 따라 구간별 동수두 변화를 모니터링하여 동수두 변화가 급변하는 지점을 기점으로 누수 구간을 추정하는 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a leak detection system and method based on dynamic head analysis for estimating a leak section from a point at which the dynamic head change rapidly changes by monitoring the change in the dynamic head for each section according to the measured water pressure.
상수관망을 효율적으로 운영하기 위해서 상수관망을 대블록, 중블록 및 소블록으로 구분하여 블록화하고 있다. 이에 따르면, 정수장에서 다수의 배수지를 거쳐 급수하는 구역을 대블록이라 하고, 각각의 배수지에 연결된 배수본관에서 분기된 배수지관을 통해 급수하는 구역을 중블록이라 하고, 배수지관을 통해 최종적으로 수용가에 급수하는 구역을 소블록이라 한다. In order to efficiently operate the water supply network, the water supply network is divided into large blocks, medium blocks and small blocks. According to this, the area where water is supplied from the water purification plant through multiple drainage basins is called a large block, and the area where water is supplied through a drainage branch pipe branched from the main drainage pipe connected to each drainage basin is called a medium block, and finally to consumers through the drainage pipe. The water supply area is called a small block.
또한, 정수장에서 공급하는 물의 유량과, 배수지에서 공급하는 물의 유량과, 배수지관을 통해 각 소블록으로 공급하는 물의 유량을 유량계로 측정하고, 적절한 위치에서 수압계로 수압을 측정한다. 그리고, 측정한 유량 및 수압과, 유량계 및 수압계의 지반고와, 관로 길이, 내경, 관로의 마찰손실계수(또는 조도 계수) 등을 포함한 관망 데이터를 포함하는 각종 정보를 관망해석한 결과에 따라 관망을 운영 관리한다.In addition, the flow rate of water supplied from the water purification plant, the flow rate of water supplied from the reservoir, and the flow rate of water supplied to each small block through the drainage pipe are measured with a flow meter, and the water pressure is measured with a water pressure gauge at an appropriate location. In addition, according to the results of pipe network analysis, various information including the measured flow rate and water pressure, the ground height of the flow meter and hydraulic pressure gauge, pipe length, inner diameter, and pipe network data including the pipe friction loss coefficient (or roughness coefficient), etc. operate and manage
여기서, 소블록은 격자형 관망이 바람직하지만 수지상 관망으로 형성하기도 하고, 균등한 수압 관리를 위해서 가압장(또는 펌프) 또는 감압 밸브를 소블록에 급수하는 주입관로(배수지관) 상에 설치하기도 한다.Here, although a grid-type pipe network is preferable, the small block may be formed of a dendritic pipe network, and a pressurization field (or pump) or a pressure reducing valve may be installed on the injection pipe (reservoir pipe) for supplying water to the small block for equal water pressure management.
이러한 소블록 내의 누수 의심 구간을 탐지하는 방법으로서 누수 시에 나타나는 유량 변화를 이용하는 방법이 있다. 하지만, 소블록 내에는 대체로 수압계만 설치하고, 유량계를 설치하더라도 제한적으로 설치하여서 유량 변화를 이용한 방법을 사용하기엔 어려움이 있고, 등록특허 제10-1105192호에 개시된 바와 같이 구간별 유량을 관망해석하여 얻는 방식으로 사용할 수는 있으나 관망 데이터를 알고 있어야 하여서 관망 데이터가 충분하게 확보되지 아니한 관망에는 이용할 수 없다.As a method of detecting a leak suspicious section in such a small block, there is a method using a change in flow rate that appears during leaks. However, it is difficult to use a method using a flow rate change by installing only a hydraulic pressure gauge in the small block and installing a flow meter in a limited manner, and as disclosed in Patent Registration No. 10-1105192, pipe network analysis It can be used as a method to obtain it, but it cannot be used for a pipe network in which the pipe network data is not sufficiently secured because the pipe network data must be known.
다른 방법으로서, 등록특허 제10-1876730호에 기술된 바와 같이 누수가 발생할 시에 정상 상태의 수압에서 순간적으로 수압이 낮아지는 현상을 이용하는 방식이 있으나, 수압 변동이 심하여 누수를 감지하지 못하는 경우도 있다. As another method, as described in Patent Registration No. 10-1876730, there is a method that uses a phenomenon in which the water pressure is momentarily lowered from the normal water pressure when a water leak occurs. have.
등록특허 제10-1876730호에 기술된 바와 같이 탐지한 누수 의심 구간 중에서 누수 의심 위치를 찾는 방법으로서, 적어도 2개소에서 진동 센서 또는 음향 센서 등으로 탐지한 누수음의 도착 시간차를 이용하는 방법이 있다. 하지만, 누수음을 감지할 수 있는 거리는 매우 제한적이서 누수음 센서의 설치 간격을 좁혀야만 실제 이용 가능한데, 설치 간격을 좁힌 만큼 누수음 탐지 시간을 정밀하게 측정하여야 하는 어려움이 있고, 탐지한 누수 의심 위치의 오차가 크게 발생할 수 있어서, 실제로는 유용하게 사용하기 어렵다.As described in Korean Patent Registration No. 10-1876730, as a method of finding a suspected leak location among the detected leak suspicious sections, there is a method using the arrival time difference of the leak sound detected by a vibration sensor or an acoustic sensor in at least two places. However, the distance that can detect the leak sound is very limited, so it can be used only by narrowing the installation interval of the leak sound sensor. error may occur greatly, so it is difficult to use it effectively in practice.
따라서 본 발명의 목적은 누수에 따른 유량을 산출하지 않더라도 수압의 측정 결과에 따라 누수 구간을 누락 없이 탐지하고, 누수음을 측정하여 누수 위치를 탐지하는 방식을 채용하되 간결하면서도 제약 없이 유용하게 사용할 수 있는 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the object of the present invention is to detect the leaking section without omission according to the measurement result of the water pressure even if the flow rate according to the leak is not calculated, and to measure the leak sound to detect the location of the leak. It is to provide a leak detection system and method based on hydrodynamic analysis.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 관로를 따라 설치되어 각각 수압센서(11)로 수압을 측정하는 복수의 계측부(10); 및 균등 수압 구역(2)의 누수를 탐지하는 누수 탐지부(100);를 포함하는 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템에 있어서, 상기 누수 탐지부(100)는 게측부(10)에 의한 수압 측정 위치를 절점으로 하는 절점별 위치 수두를 저장하여 둔 데이터 저장부(110); 측정 수압에 따른 압력 수두와 저장된 위치 수두로 절점별 동수두를 산정하는 동수두 산정부(120); 절점으로 구분된 구간별로 구간의 양 절점 사이의 동수두 변화량을 산정하는 동수두 변화량 산정부(130); 절점별로 산정한 동수두의 분포가 기설정 범위를 벗어난 균등 수압 구역(2)을 누수 의심 구역으로 선정하고, 누수 의심 구역으로 선정한 균등 수압 구역(2) 내에서, 동수두 변화량이 가장 크게 변동하는 절점을 변곡점으로 선택한 후 변곡점에 이어진 구간 중에 상대적으로 큰 동수두 변화량을 갖는 구간을 누수 구간으로 추정하는 누수 구간 탐지부(140);를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a plurality of
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 누수 구간 탐지부(140)는 구간별로 산정한 동수두 변화량의 분포가 기설정 범위를 벗어난 균등 수압 구역(2)을 누수 의심 구역으로 선정한다.According to an embodiment of the present invention, the leak
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 동수두 변화량 산정부(130)는 구간의 양 절점 동수두 차이와, 구간의 관로 길이에 따라 얻는 동수경사를 구간의 동수두 변화량으로 적용한다.According to an embodiment of the present invention, the hydraulic head change
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 동수두 산정부(120)에서 얻는 동수두는 미리 설정된 야간 시간대에서 측정된 최대 수압을 적용하여 얻는다.According to an embodiment of the present invention, the hydrodynamic head obtained by the hydrodynamic head calculating unit 120 is obtained by applying the maximum water pressure measured in a preset night time zone.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 누수 구간 탐지부(140)에서 누수 구간을 추정할 시에, 누수 구간의 상류측 및 하류측 중에 적어도 어느 한 쪽에 연속으로 이어진 구간들의 동수두 변화량이 소정 범위 내의 편차를 갖는 조건을 충족할 시에 누수 구간으로 추정한다.According to an embodiment of the present invention, when the leak
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 계측부(10)는 관로를 통해 전파되는 누수음을 검출하는 누수음센서(12)를 포함하고, 상기 누수 탐지부(100)는 상기 누수 구간 탐지부(140)에서 추정한 누수 구간의 양 절점에서 검출한 누수음의 강도에 따라 누수 위치를 추정하는 누수 위치 추정부(150);를 포함하되, 일측 절점에서 검출한 누수음 강도가 이고, 타측 절점에서 검출한 누수음 강도가 이고, 누수 구간의 관로 길이가 일 시에, 의 누수음 강도가 검출된 일측 절점에서 누수 위치까지의 거리 을 으로 산정하여 누수 위치를 탐지한다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 누수 탐지부(100)는 상기 누수 구간 탐지부(140)에서 추정한 누수 구간과 변곡점을 경계로 이어진 인접 구간을 상기 누수 구간 탐지부(140)에서 추정한 누수 구간과 합쳐 얻은 확장 구간에 대해서, 확장 구간의 양 절점에서 검출한 누수음 강도에 따라 누수 위치를 추정하여, 누수 위치가 인접 구간 내로 추정될 시에 누수 구간을 수정한다.According to an embodiment of the present invention, the
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 균등 수압 구역(2) 내의 관로를 따라 설치된 계측부(10)에서 각각 수압센서(11)로 측정한 수압에 따라 누수를 탐지하는 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법에 있어서, 계측부(10)에 의한 수압 측정 위치를 절점으로 하는 절점별 위치 수두와, 측정 수압에 따른 압력 수두로 절점별 동수두를 산정하는 동수두 산정단계(S10); 절점으로 구분된 구간별로 구간의 양 절점 사이의 동수두 변화량을 산정하는 동수두 변화량 산정단계(S20); 절점별로 산정한 동수두의 분포가 기설정 범위를 벗어난 균등 수압 구역(2)을 누수 의심 구역으로 선정하는 누수 구역 선정단계(S30); 누수 의심 구역으로 선정한 균등 수압 구역(2) 내에서, 동수두 변화량이 가장 크게 변동하는 절점을 변곡점으로 선택한 후 변곡점에 이어진 구간 중에 상대적으로 큰 동수두 변화량을 갖는 구간을 누수 구간으로 추정하는 누수 구간 탐지단계(S40);를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a leak detection method based on hydrodynamic head analysis that detects a leak according to the water pressure measured by the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 계측부(10)는 관로를 통해 전파되는 누수음을 검출하는 누수음센서(12)를 포함하고, 상기 누수 구간 탐지단계(S40)에서 추정한 누수 구간의 양 절점에서 검출한 누수음의 강도에 따라 누수 위치를 추정하는 누수 위치 탐지단계(S50);를 포함하되, 일측 절점에서 검출한 누수음 강도가 이고, 타측 절점에서 검출한 누수음 강도가 이고, 누수 구간의 관로 길이가 일 시에, 의 누수음 강도가 검출된 일측 절점에서 누수 위치까지의 거리 을 으로 산정하여 누수 위치를 탐지한다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 누수 구간 탐지단계(S40)에서 추정한 누수 구간과 변곡점을 경계로 이어진 인접 구간을 상기 누수 구간 탐지단계(S40)에서 추정한 누수 구간과 합쳐 얻은 확장 구간에 대해서, 확장 구간의 양 절점에서 검출한 누수음 강도에 따라 누수 위치를 추정하여, 누수 위치가 인접 구간 내로 추정될 시에 누수 구간을 수정하는 누수 위치 검증단계(S60);를 수행한다.According to an embodiment of the present invention, the leak section estimated in the leak section detection step (S40) and the adjacent section connected with the inflection point as a boundary are combined with the leak section estimated in the leak section detection step (S40) in the extended section obtained For, the leak location verification step (S60) of estimating the leak location according to the leak sound intensity detected at both nodes of the extended section, and correcting the leaking section when the leak location is estimated within the adjacent section (S60); is performed.
본 발명은 균등 수압 구역의 구간별 동수두 변화를 상대적 비교 분석하여 누수가 발생한 구역을 선별하고, 선별한 구역 내의 누수 구간을 탐지하므로, 누수 의심 구간을 쉽고 간편하게 탐지하면서 누락 없이 탐지할 수 있고, 관망 데이터를 이용한 관망해석 없이도 수압 측정 결과에 따라 탐지할 수 있어 어떠한 관망이든 범용적으로 사용할 수 있고, 시스템 구축도 용이한 장점을 갖는다.The present invention selects an area where a leak occurs by comparatively comparatively analyzing the hydrodynamic head change for each section of the equal water pressure area, and detects a leak section within the selected area, so that it is possible to easily and conveniently detect a leak suspicious section without omission, It can be detected according to the water pressure measurement result without pipe network analysis using pipe network data, so any pipe network can be used universally and has the advantage of easy system construction.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 누수 구간 상의 누수 위치를 누수음 탐지방식으로 탐지함에 있어서, 누수음의 전파 거리에 따른 누수음 강도 감쇄량을 이용하여 누수 위치를 탐지하므로, 누수 위치도 어려움 없이 간편하게 탐지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in detecting the location of the water leak in the water leak section by the water leak detection method, the location of the water leak is detected using the amount of attenuation in the intensity of the water leak according to the propagation distance of the water leak. can detect
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템의 구성도.
도 2는 수지상 관로(1)의 균등 수압 구역(2) 및 계측부(10) 설치 위치를 예시한 관망도.
도 3은 격자형 관로(1)의 균등 수압 구역(2) 및 계측부(10) 설치 위치를 예시한 관망도.
도 4는 균등 수압 구역(2) 내의 구간별 동수두 변화량를 누수 전후로 구분하여 보여주는 동수경사선(HGL)의 예시도.
도 5는 누수 구간의 누수 위치에 따른 동수경사선를 예시한 도면.
도 6은 누수 구간의 누수 위치를 탐지하는 방식을 설명하기 위한 도면.
도 7은 누수 구간의 추정 오류를 판단하여 누수 구간을 수정하는 방식을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법의 순서도.1 is a block diagram of a leak detection system based on hydrodynamic analysis according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a pipe network diagram illustrating the installation position of the equalized water pressure zone (2) and the measuring unit (10) of the dendritic pipe (1).
Figure 3 is a pipe network diagram illustrating the installation position of the equalized water pressure zone (2) and the measuring unit (10) of the grid-type pipeline (1).
4 is an exemplary view of a hydraulic gradient line (HGL) showing the amount of change in hydraulic head for each section in the equalized
5 is a diagram illustrating a hydrostatic inclination line according to the leak location of the leaking section.
6 is a view for explaining a method of detecting the location of the leak in the leak section.
7 is a view for explaining a method of correcting the leaking section by determining the estimation error of the leaking section.
8 is a flowchart of a leak detection method based on hydrodynamic analysis according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 급수 관로에 대해서 수압 측정한 위치를 절점으로 하여 구간을 나누고, 절점별로 측정한 수압과 절점별로 미리 측정한 지반고에 따라 각 절점의 동수두를 산출하며, 누수가 발생한 구간에서 누수로 인한 유량 변화에 의해서 나타나는 동수두의 변화를 모니터링하여 누수 구간을 탐지한다. The present invention divides the section by using the position where the water pressure is measured for the water supply pipe as the node, and calculates the dynamic head of each node according to the water pressure measured for each node and the ground height measured in advance for each node. The leakage section is detected by monitoring the change in the hydrodynamic head caused by the flow rate change.
그런데, 급수하는 관로 상의 동수두는 급수량의 영향을 받아서 누수에 의한 동수두 변화량과 비교할 절대적 기준치를 정하기 곤란하므로, 본 발명에서는 균등 수압 구역 단위로 구간별 동수두 변화량을 상대적 평가하여, 균등 수압 구역 내의 누수 여부를 판정하고, 누수로 판정한 균등 수압 구역 내의 누수 구간을 추정한다.However, since the dynamic head on the water supply pipe is affected by the amount of water supply, it is difficult to determine an absolute standard value to compare with the change in the dynamic head due to water leakage. Determining whether there is a leak, and estimating the leak section in the equal water pressure area determined as a leak.
여기서, 균등 수압 구역은 각 위치의 수압이 일정 범위 내의 값을 갖도록 관망을 구성한 구역으로 정의한다. 이에 따라, 수압에 따른 압력수두와 지반고에 따른 위치수두를 합산하여 얻는 동수두(또는 동수압)도 균등 수압 구역 내에서 일정 범위 내의 값을 갖게 된다. 이러한 균등 수압 구역은 구역의 지반고, 배수지로부터의 거리 등에 따라 주입관로에서 수압을 인위적으로 가압 또는 감압하여 구역 내의 수압을 일정 범위 내로 관리한다. Here, the uniform water pressure zone is defined as a zone in which the pipe network is configured so that the water pressure at each location has a value within a certain range. Accordingly, the dynamic head (or hydraulic pressure) obtained by adding the pressure head according to the water pressure and the position head according to the ground height also has a value within a certain range within the uniform water pressure zone. In such a uniform water pressure zone, the water pressure in the zone is managed within a certain range by artificially pressurizing or reducing the water pressure in the injection pipe according to the ground level of the zone, the distance from the drainage basin, etc.
이하, 본 발명의 실시 예들에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 구체적이고 다양한 예시들을 보여주며 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경이나 수정을 통해 실시될 수 있음도 분명하므로, 설명하는 실시 예들에 한정되지는 않는다. 그리고, 본 발명의 실시예들은 잘 알려진 구성, 기능, 방법, 전형적인 상세한 내용에 대해서는 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 추가하여 실시할 수 있으므로, 자세히 기술하지 않기로 한다.Hereinafter, specific and various examples are shown and described so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out the embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, since it is also clear that the embodiments of the present invention can be practiced through various changes or modifications within the scope of the present invention, it is not limited to the described embodiments. Further, the embodiments of the present invention will not be described in detail because well-known configurations, functions, methods, and typical details can be implemented by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.
도 1의 구성도를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템은 균등 수압 구역(2) 내의 관로(1)를 따라 간격을 두고 설치하는 계측부(10)와, 계측부(10)의 측정값에 따라 균등 수압 구역(2) 내의 누수 여부를 판단한 후 누수 구간 및 누수 위치를 추정하는 누수 탐지부(100)를 포함한다.Referring to the configuration diagram of FIG. 1 , the leak detection system based on hydrodynamic head analysis according to an embodiment of the present invention includes a
상기 계측부(10)는 설치된 관로(1) 부위에서 수압을 측정하는 수압센서(11)와, 관로(1)를 통해 전파되는 누수음을 검출하는 누수음센서(12)와, 상기 누수 탐지부(100)와 통신 연결할 통신모듈(13)과, 측정한 수압과 검출한 누수음 크기를 통신모듈(13)을 통해 상기 누수 탐지부(100)에 전달하는 측정 동작을 수행하는 컨트롤러(14)와, 측정 동작에 필요한 전력을 공급할 전원(15)을 포함한다.The
도 1에 상세하게 도시하지는 아니하였지만, 수압센서(11) 및 누수음센서(12)는 공지된 다양한 방식으로 관로(1)에 설치할 수 있고, 통신모듈(13)은 예를 들어 NB-IoT 통신에 의해 상기 누수 탐지부(100)와 통신할 수 있게 하고, 컨트롤러(14)는 측정값을 측정시간과 매칭시킨 데이터를 생성하여 전송할 수 있게 함은 물론이고 실시간 측정하여 얻는 시계열적 데이터를 일정 시간 누적하며 저장한 후 전송하는 데이터 로거 기능을 갖게도 할 수 있으며, 전원(15)은 예를 들어 배터리로 구성한 것일 수 있으므로, 더이상의 상세 설명을 생략한다.Although not shown in detail in FIG. 1, the
상기 누수 탐지부(100)는 관로(1)에 설치된 복수의 계측부(10)에서 측정하여 전송한 수압 및 누수음 크기를 수집한 후 수압과 지반고에 따라 산정한 동수두를 균등 수압 구역(2) 단위로 분석하여 누수 여부를 판정하고 누수 구간을 추정하며, 누수 구간 내의 누수 위치를 누수음 크기를 분석하여 추정한다. 이를 위한 상기 누수 탐지부(100)는 데이터 저장부(110), 동수두 산정부(120), 동수두 변화량 산정부(130), 누수 구간 탐지부(140) 및 누수 위치 추정부(150)를 포함한다.The water
상기 저장부(110)에는 복수의 상기 계측부(10)를 균등 수압 구역(2) 별로 그룹화한 정보와, 관망 계통도 정보와, 절점에 의해 나뉜 각각의 구간의 관로 길이와, 상기 계측부(10)에서 수압 측정한 위치를 절점으로 하는 절점별 위치 수두와, 정상 동수두 범위가 저장되어 있다.In the
상기 계측부(10)의 그룹화 정보에 대해서는 균등 수압 구역(2) 및 계측부(10) 설치 위치를 예시한 도 2의 수지상 배관(1)의 관망도와 도 3의 격자형 관로(1)의 관망도를 참조하며 설명한다.For grouping information of the
먼저, 도 2에 도시한 수지상 관로(1)의 관망도는 배수지(4)에 연결된 배수본관(1-1)에서 배수지관(1-2)을 분기시켜 수지상 관망으로 구성한 소블록(1-3)에 급수하게 되어 있는 중블록의 관망을 예시한 도면이다. 일반적으로 관망 운용을 위해서 배수본관(1-1) 및 배수지관(1-2)에서는 유량계(5)로 유량을 측정하여 유량을 모니터링하고, 유량 변화에 따라 누수 발생 소블록을 탐지할 수 있으며, 수압계로 수압을 측정하여 누수 탐지에 사용할 수도 있다.First, the pipe network diagram of the dendritic pipe (1) shown in FIG. 2 is a small block (1-3) composed of a dendritic pipe network by branching the drainage pipe (1-2) from the drainage main pipe (1-1) connected to the reservoir (4) It is a diagram exemplifying the pipe network of the medium block to be supplied with water. In general, for pipe network operation, in the main drainage pipe (1-1) and the drainage branch pipe (1-2), the flow rate is measured with a flow meter (5) to monitor the flow rate, and it is possible to detect a small block of leakage according to the flow rate change, It can also be used to detect water leaks by measuring water pressure with a hydrometer.
소블록(1-3) 중에는 지반고에 따라 수압 조절 수단(3)을 배수지관(1-2)에 설치한 것들도 있을 수 있다. 여기서, 수압 조절 수단(3)은 수압을 높이기 위해서 펌프를 운용하는 가압장일 수 있고, 아니면 수압을 낮추기 위해서 설치한 감압 밸브일 수 있으며, 이와 같이 수압 조절 수단(3)을 설치함으로써 중블록 내의 수압을 일정 범위 내로 균등하게 관리하지만, 소블록(1-3) 사이의 수압차가 있을 수 있다.Among the small blocks (1-3), there may be some in which the water pressure control means (3) is installed in the drain pipe (1-2) according to the ground height. Here, the water pressure regulating means 3 may be a pressurization field operating a pump to increase the water pressure, or may be a pressure reducing valve installed to lower the water pressure. Although evenly managed within a certain range, there may be a pressure difference between the small blocks (1-3).
이에, 본 발명을 도 2에 예시한 관망도에 적용할 시에는 균등 수압 구역(2)을 소블록 단위로 구분되게 결정할 수 있고, 소블록에는 각각 배관을 따라 상기 계측부(10)을 설치한다. 한편, 도시하지는 아니하였지만, 소블록(1-3) 내에 수압 조절 수단(3)을 설치한 경우, 해당 소블록(1-3)을 수압 조절 수단(3)을 경계로 나누어 균등 수압 구역(2)을 결정할 수 있다.Accordingly, when the present invention is applied to the pipe network diagram illustrated in FIG. 2 , the equal
설치한 상기 계측부(10)는 설치 위치에 따라 균등 수압 구역(2) 별로 구분하여 그룹화하여, 균등 수압 구역(2) 별로 매칭시킨 그룹화 정보를 상기 데이터 저장부(110)에 저장해 둔다. The installed measuring
또한, 관망 데이터로서, 상기 계측부(10)가 설치된 위치를 절점으로 하여 구획된 관로(1)의 각 구간의 관로 길이에 대한 정보와, 각 구간의 연결 상태를 나타내는 계통도 정보를 저장해 둔다.In addition, as pipe network data, information on the pipe length of each section of the
도 3에 예시한 관망도는 소블록(1-3) 내의 관망이 격자형 관로(1)로 구성되는 차이가 있으므로, 균등 수압 구역(2)의 결정 방식은 동일하게 할 수 있다. 다만, 상기 계측부(10)의 설치 위치에 따라 정해진 절점 사이의 관로(1) 구간은 병렬 배관된 관로(1)도 존재하므로, 계통도 정보 및 구간 관로 길이는 병렬로 연결된 배관의 경로를 각각 포함되게 저장해 둔다.Since the pipe network diagram illustrated in FIG. 3 has a difference in that the pipe network in the small blocks 1-3 is composed of the grid-
절점별로 저장해 둔 위치 수두는 수압센서(11)로 수압 측정한 위치의 지반고에 따라 정해지는 값으로서, 배관(1)을 따라 설치된 각각의 계측부(10)에서 수압 측정 위치의 지반고를 사전에 실측하여 저장해 둔다.The position head stored for each node is a value determined according to the ground height of the position where the water pressure is measured by the
정상 동수두 범위는 누수가 발생하지 아니할 때의 동수두 범위로서, 각각의 균등 수압 구역(2)별로 미리 정하여 저장해 둔 값이며, 하기의 수학식 3으로 표현되는 동수두에 대해 설명할 시에 보다 상세하게 설명한다.The normal hydraulic head range is the hydraulic head range when no leakage occurs, and it is a value that is predetermined and stored for each equal water pressure zone (2). It will be described in detail.
이하, 상기 데이터 저장부(110)에 저장된 정보와 상기 계측부(10)의 측정값에 따라 누수 의심되는 균등 수압 구역, 균등 수압 구역 내의 누수 의심 구간 및 누수 의심 구간 내의 누수 위치를 탐지하는 구성요소를 설명하는데, 먼저, 본 발명에서 이용하는 기본적인 배경 이론과, 본 발명에서 배경 이론에 근거하여 누수 탐지하는 방식에 대해서 도 4를 참조하며 설명한다.Hereinafter, according to the information stored in the
균등 수압 구역(2) 내에는 수압 조절 수단(3)이 없으므로, 베르누이 방정식은 다음의 수학식 1과 같다.Since there is no water pressure regulating means 3 in the equal
여기서, 는 유속 와 중력가속도 로 산출되는 속도 수두이고, 는 수압(압력) 와 단위중량 로 산출되는 압력 수두이고, 는 지반고로 얻는 위치 수두이고, 아래첨자 1과 2는 절점을 구분하는 첨자이며, 은 양 절점 사이의 구간에서 발생하는 손실수두로서 대표적으로 아래의 수학식 2의 Darcy-Weisbach식으로 표현되는 마찰손실수두가 있다.here, is the flow rate and gravitational acceleration is the velocity head calculated by is the water pressure (pressure) and unit weight is the pressure head calculated by is the position head obtained by the ground elevation,
여기서, f는 마찰손실계수이고, u는 유속이고, g는 중력가속도이고, L은 관로의 길이이고, D는 관로의 내경이다.Here, f is the friction loss coefficient, u is the flow velocity, g is the gravitational acceleration, L is the length of the pipe, and D is the inner diameter of the pipe.
그리고, 양 절점의 동수두(H)는 아래의 수학식 3 및 도 4(a)와 같이 위치 수두 와 압력수두 의 합으로 표현되고, 수평 기준면에서 연직방향으로 나타낸 각 절점의 동수두를 연결한 선을 동수경사선(HGL : Hydraulic grade line)이라 한다.And, the dynamic head (H) of both nodes is the position head as shown in
수학식 1 및 수학식 2에서 알 수 있듯이, 각 절점의 동수두 또는 동수경사선은 급수 유량의 영향을 받으므로 일정하지 않다. As can be seen from
미리 밝혀두지만, 본 발명의 실시 예에서는 상기에서 언급한 정상 동수두 범위를 급수량이 적은 야간 시간대(예를 들어 AM 03:00~04:00)에 균등 수압 구역(2)의 각 절점에서 얻을 것으로 예상되는 동수두의 범위로 미리 설정하여 둔다. 예를 들어, 마찰손실계수를 경험에 따라 예상되는 평균적이 값으로 사용하고, 구간 길이 및 관로 내경과, 야간 시간대의 급수량을 고려하여 적절한 범위의 값으로 정해둘 수 있다.As mentioned in advance, in the embodiment of the present invention, the above-mentioned normal hydrodynamic head range is obtained at each node of the equal
양 절점의 구간에서 발생하는 동수두 차이로 표현되는 동수두 변화량(△H)은 아래의 수학식 3과 같다.The amount of hydrodynamic change (ΔH) expressed as the difference in hydraulic head occurring in the section between both nodes is as shown in
여기서, 각 절점의 동수두 또는 절점 사이의 구간 동수두 변화량은 물의 흐름 방향과 각 구간의 유량을 추정하는 데 이용할 수 있다. Here, the amount of change in the dynamic head of each node or in the section between the nodes can be used to estimate the flow direction of water and the flow rate in each section.
동수경사는 동수경사선의 기울기로서, 구간 길이당 동수두 변화량으로 표현된다. 이에, 동수경사를 이용하면 동수두 변화량을 이용하는 경우보다 유량을 보다 정확하게 추정할 수 있다. The hydraulic inclination is the slope of the hydraulic inclination line, and it is expressed as the amount of change in the hydraulic head per section length. Accordingly, the flow rate can be estimated more accurately by using the hydraulic inclination than when using the dynamic head change.
하지만, 각 구간의 유량을 정확하게 추정하려면 관망 데이터(관로의 마찰손실계수, 길이 및 내경) 모두를 파악하고 있어야 하고, 복잡하게 관망해석이 필요하하므로, 기설치된 관로에 대해 각 구간의 유량을 추정하여 누수 탐지하는데 사용하기란 어렵다.However, in order to accurately estimate the flow rate in each section, it is necessary to know all of the pipe network data (the friction loss coefficient, length, and inner diameter of the pipe), and complex pipe network analysis is required. Therefore, it is difficult to use it to detect leaks.
반면에, 본 발명에서는 동수두(H)를 직접 분석하여 유량 추정 없이 누수 여부를 판단하고 누수 구간을 추정한다.On the other hand, in the present invention, by directly analyzing the dynamic head (H), it is determined whether there is leakage without estimating the flow rate and the leakage section is estimated.
구체적으로 설명하면, 균등 수압 구역(2)의 관로는 도 4(a)에 예시한 바와 같이 관로의 경로를 따라 지반고 차이가 있더라도 일정 범위 내의 수압을 갖도록 구축되고, 이에 따라 동수두(H)의 값도 일정 범위 내의 값을 갖게 되며, 특히 급수량이 매우 적은 야간 시간대에서는 각 절점의 동수두(H) 편차가 매우 적게 된다.Specifically, the pipeline of the equal
그렇지만, 도 4(b)에 예시한 바와 같이 균등 수압 구역 내에서 누수 구간이 발생하면 누수로 인한 유량 증가량만큼 손실수두가 증가하므로, 누수 구간의 동수두 변화량이 손실수두 증가량에 비례하여 증가하고, 더욱이, 누수 구간의 하류측 에서 수압 감소로 인하여 동수두가 감소하여서, 각 절점의 동수두는 물론이고 구간별로 얻는 동수두 변화량의 편차가 증가한다. However, as illustrated in FIG. 4(b), when a leaking section occurs within the equal water pressure zone, the loss head increases by the amount of increase in the flow rate due to the leak, so the change in the dynamic head in the leaking section increases in proportion to the increase in the head loss, Moreover, as the hydraulic head is decreased due to the decrease in water pressure on the downstream side of the leaking section, the deviation of the dynamic head change obtained for each section as well as the dynamic head of each node increases.
이때, 절점의 동수두 및 구간의 동수두 변화량의 편차는 급수량이 적은 야간 시간대에 확연하게 발생하고, 특히, 야간 시간대 중에서도 급수량이 적어 수압이 가장 큰 시점에 보다 확연하게 발생한다. At this time, the deviation of the dynamic head of the node and the variation of the dynamic head of the section clearly occurs during the night time when the amount of water supply is small, and, in particular, occurs more clearly at the time when the water pressure is the greatest due to the small amount of water supplied during the night time.
또한, 누수 구간의 하류측 구간이 존재할 시에는 하류측 구간에서 동수두는 누수 구간에 비해 완만하게 변한다. 즉, 누수가 발생하면 누수 구간뿐만 아니라 하류측 구간의 동수두 변화량에 영향을 주어서 누수 구간 이후 첫번째 절점에서 구간 동수두 변화량이 크게 변동한다. 누수 구간의 상류측 구간이 존재할 시에는 상류측으로 갈수록 동수두가 점진적으로 증가할 수 있다.In addition, when there is a downstream section of the leaking section, the dynamic head in the downstream section changes more gently than in the leaking section. That is, when a leak occurs, the amount of change in dynamic head varies greatly at the first node after the leaking section as it affects not only the leaking section but also the amount of change in the hydrodynamic head in the downstream section. If there is an upstream section of the leaking section, the hydrodynamic head may gradually increase toward the upstream side.
이에, 본 발명은 균등 수압 구역 내에서 누수 구간이 발생할 시의 변화를 분석하여 누수 탐지한다.Accordingly, the present invention detects a water leak by analyzing a change when a water leak section occurs within the equal water pressure area.
이하, 누수에 따라 발생하는 절점의 동수두 편차 및 구간의 동수두 변화량 편차를 이용한 누수 탐지와, 누수음 크기를 이용한 누수 위치 탐지에 대해서 설명한다.Hereinafter, leak detection using the hydraulic head deviation of the node and the deviation of the dynamic head change in the section, which occur according to the leak, and the leak location detection using the leak sound level will be described.
상기 동수두 산정부(120)는 계측부(10)에서 측정한 각 절점의 수압을 취합하여 각 절점의 압력 수두를 산정하고, 각 절점별로 압력 수두와 위치 수두를 합산하여 각 절점의 동수두를 얻는다.The dynamic head calculation unit 120 calculates the pressure head of each node by collecting the water pressure at each node measured by the measuring
이때 얻는 동수두는 미리 설정된 야간 시간대에서 측정된 최대 수압을 적용하여 산정한 압력 수두를 적용하는 것이 좋다. 미리 설정된 야간 시간대는 물의 사용이 상대적으로 적은 시간대로서 예를 들어 AM 03:00~04:00으로 할 수 있고, 이 시간대 중에 측정된 수압 중에 최대 수압값으로 압력 수두를 산정하여 동수두 산정에 적용할 수 있다. 균등 수압 구역 내의 각 절점별로 측정한 수압이 동시에 최대로 될 시의 수압값을 적용함으로써, 균등 수압 구역 내의 각 구간에서 물의 유량이 최소인 시점의 수압값에 대응되는 동수두를 얻는 것이 좋다. 이에, 균등 수압 구역별로 적용되는 수압의 측정 시점이 상이하여도 좋다.It is recommended to apply the pressure head calculated by applying the maximum water pressure measured in the preset night time for the obtained dynamic head. The preset night time zone is a time zone with relatively little water use. For example, it can be set from 03:00 to 04:00 AM, and the pressure head is calculated using the maximum water pressure value among the water pressures measured during this time and applied to the dynamic head calculation. can do. By applying the water pressure value when the water pressure measured at each node in the equal water pressure area becomes the maximum at the same time, it is good to obtain a dynamic head corresponding to the water pressure value at the time when the water flow rate is the minimum in each section within the equal water pressure area. Accordingly, the measurement timing of the water pressure applied to each equal water pressure zone may be different.
상기 동수도 변화량 산정부(130)는 절점으로 구분된 구간별로 구간의 양 절점 사이의 동수두 변화량을 산정한다. 즉, 각 구간별 동수두 변화량은 구간의 양 절점에 대해 얻은 동수두의 차이가 된다.The hydrodynamic change
본 발명의 실시 예에서는 구간 길이를 저장하여 두므로, 구간별 동수두 변화량은 구간의 양 절점 동수두 차이와, 구간의 관로 길이를 사용하여 얻는 동수경사로 대체 사용할 수 있다. 즉, 동수두 차이는 물이 흐르는 경우에 구간의 관로 길이의 영향을 받으므로, 구간 길이를 알고 있을 시에는 동수두 차이보다는 관로 길이 대비 동수두 차이의 값으로 산정한동수경사를 동수두 변화량으로 하는 것이 좋다.In the embodiment of the present invention, since the section length is stored, the amount of change in hydraulic head for each section can be used instead of the hydraulic slope obtained by using the difference in the dynamic head of both nodes of the section and the pipe length of the section. In other words, since the difference in dynamic head is affected by the pipe length of the section when water flows, when the section length is known, the hydraulic inclination calculated as the value of the difference in the hydraulic head compared to the pipe length rather than the difference in the dynamic head is used as the amount of change in the dynamic head. it's good
상기 누수 구간 탐지부(140)는 누수가 의심되는 균등 수압 구역을 선정하는 누수 구역 추정부(141)와, 누수가 의심되는 구역으로 선정한 균등 수압 구역 내에서 누수가 의심되는 구간을 추정하는 누수 구간 추정부(142)를 포함한다.The leak
상기 누수 구역 추정부(141)는 도 2 및 도 3에 예시한 바와 같이 복수의 균등 수압 구역(2) 중에 절점별로 산정한 동수두의 분포가 데이터 저장부(110)에 저장된 기설정 정상 동수두 범위를 벗어난 균등 수압 구역(2)을 누수 의심 구역으로 선정한다. As illustrated in FIGS. 2 and 3 , the water leakage
일 실시 예로서, 절점별 동수두 중에 최소값과 최대값이 정상 동수두 범위 내에 있지 아니하면 누수 의심 구역으로 선정한다. As an embodiment, if the minimum and maximum values of the hydraulic head for each node are not within the normal hydraulic head range, a leak-suspected area is selected.
일 실시 예로서, 절점별 동수두의 값을 크기 순서로 그룹화하여 그룹별 평균한 값의 차이가 정상 동수두 범위를 벗어난 균등 수압 구역을 누수 의심 구역으로 선정한다. 즉, 누수가 발생한 구간을 경계로 일측 방향(즉, 하류측 방향)에 있는 절점의 동수두가 완만하게 변화할 수 있으므로, 이를 잘 반영하여 누수 의심 구역을 선정할 수 있다.As an embodiment, by grouping the hydraulic head values for each node in the order of magnitude, an equal water pressure area in which the difference between the average values for each group is out of the normal hydrodynamic head range is selected as a leak suspect area. That is, since the hydrodynamic head of the node in one direction (ie, the downstream direction) with the boundary of the section in which the water leak occurs may change gently, it is possible to select a suspected leak area by reflecting this well.
변형 실시 예로서, 구간별로 산정한 동수두 변화량의 분포가 기설정 범위를 벗어난 균등 수압 구역을 누수 의심 구역으로 선정하게 할 수 있다. 즉, 일 실시 예로서 누수가 발생하지 않은 정상 상태에서의 최대 구간 동수두 변화량을 기설정하여 두어, 최대 구간 동수두 변화량보다 큰 구간 동수두 변화량이 나타나는 구역을 누수 의심 구역으로 선정할 수 있다. 일 실시 예로서, 누수 없는 정상 상태에서의 동수두 변화량의 편차를 기설정하여 두어, 기설정 편차를 벗어난 동수도 변화량이 발생하는 균등 수압 구역을 누수 의심 구역으로 선정할 수 있다.As a modified embodiment, an even water pressure area in which the distribution of the amount of change in the hydrodynamic head calculated for each section is out of a preset range may be selected as a water leak suspicious area. That is, as an embodiment, by presetting the maximum amount of change in hydrohead head in a steady state in which leakage does not occur, an area in which the amount of change in dynamic head in a section greater than the amount of change in dynamic head in the maximum section may be selected as the suspected leak area. As an embodiment, by presetting a deviation in the amount of change in hydrodynamic head in a normal state without water leakage, an equal water pressure area in which the amount of change in hydraulic water out of the preset deviation occurs may be selected as a suspected water leak area.
상기 누수 구간 추정부(142)는 누수 의심 구역으로 선정한 균등 수압 구역(2) 내에서, 각 절점에 대해 절점에 이어진 구간 사이의 동수두 변화량의 변동량을 산출한 후, 동수두 변동량이 가장 크게 변동하는 절점을 추출하여 변곡점으로 선택하고, 선택한 변곡점에 이어진 구간 중에 동수두 변화량이 상대적으로 큰 구간을 누수 구간으로 추정한다. The leakage
분기 또는 합류하는 지점에서 수압 측정하여 절점으로 정해진 경우에는 동수두 변화량의 최대 최소 값의 차이를 절점에서의 동수두 변화량의 변동량으로 얻을 수 있고, 그 절점을 변곡점으로 선택한 경우에는 동수두 변화량이 가장 큰 구간을 누수 구간으로 추정할 수 있다.When the hydraulic pressure is measured at the branching or merging point and determined as a node, the difference between the maximum and minimum values of the change in hydrodynamic head can be obtained as the change in the amount of change in the dynamic head at the node. A large section can be estimated as a leak section.
한편, 동수경사선은 누수 구간이 발생한 구간의 위치에 따라 다양한 패턴으로 발생하므로, 패턴 분석한 결과를 누수 구간 추정에 반영할 수 있다.On the other hand, since the hydrostatic slope occurs in various patterns depending on the location of the section where the leaking section occurs, the result of pattern analysis can be reflected in the estimation of the leaking section.
도 5는 누수 구간의 위치에 따른 동수경사선의 변화를 예시한 도면이다.5 is a view illustrating the change of the hydraulic inclination line according to the location of the leaking section.
도 4(b)를 참조하며 설명한 바와 같이, 누수가 발생한 위치에서 하류측 관로 상의 첫번째 절점(수압 측정 위치)에서 구간 동수두 변화량이 가장 크게 변동하므로, 도 5에 예시한 바와 같이 구간 동수두 변화량이 가장 큰 지점이 변곡점으로 선택된다. As described with reference to FIG. 4(b), since the amount of change in section dynamic head varies the most at the first node (water pressure measurement location) on the downstream side pipe at the location where the water leak occurs, the amount of change in section dynamic head as illustrated in FIG. 5 This largest point is chosen as the inflection point.
예외적으로 하류측 말단의 구간 동수두 변화량이 가장 크게 된 경우에는 말단의 절점을 변곡점으로 선택하며, 이를 위해서 말단 절점 이후에는 말단 절점과 동일한 동수두를 갖는 가상의 절점을 추가하여 말단의 구간에서 발생한 누수도 추정할 수 있게 프로그램화할 수 있다.Exceptionally, if the amount of hydrodynamic change in the section at the downstream end is the largest, the end node is selected as the inflection point. It can be programmed to estimate leaks.
누수 구간에 이어지는 하류측 구간이 존재한다면, 변곡점부터 시작하는 하류측 관로에서는 절점별 동수두가 대체로 완만한 감소 추세를 보이고, 하류측의 물 사용이 없다면 거의 동일한 값으로 나타난다. 즉, 여기서 변곡점의 의미는 동수두가 급격하게 감소하다가 급변하여 완만한 감소 추세로 변환하는 경사 최대 변환점을 의미한다. 이에 따라, 하류측 관로의 구간 사이에는 소정 범위 내의 편차를 갖게 된다.If there is a downstream section leading to the leaking section, the dynamic water head at each node shows a generally gradual decrease in the downstream pipe starting from the inflection point, and appears to be almost the same value if there is no use of water downstream. That is, the meaning of the inflection point here means the maximum inclination transition point at which the dynamic head decreases rapidly and then changes rapidly to change into a gradual decreasing trend. Accordingly, there is a deviation within a predetermined range between sections of the downstream conduit.
누수 구간에 이어지는 상류측 구간이 존재한다면 상류측 관로에도 누수 유량이 흘러 동수두에 영향을 주므로, 절점의 동수두는 상류측으로 가면서 점차 증가하는 추세를 보인다. 이에 따라, 하류측 관로의 구간 사이에도 소정 범위 내의 편차를 갖게 된다.If there is an upstream section following the leaking section, the flow rate of the leak also flows in the upstream pipe and affects the dynamic head, so the dynamic head of the node shows a tendency to gradually increase toward the upstream side. Accordingly, there is a deviation within a predetermined range even between sections of the downstream conduit.
따라서, 추정한 누수 구간은 상류측 관로 및 하류측 관로 중에 적어도 어느 한 쪽 관로와 이어지므로, 이어진 관로의 구간들에서 얻는 동수두 변화량(△H)이 소정 범위 내의 편차를 갖는 조건을 충족할 시에, 추정한 누수 구간에서 누수 확률이 상대적으로 높다고 판단할 수 있다. 즉, 이어진 관로의 동수두 변화량(△H)의 편차에 따라 누수 확률을 다르게 평가하는 것이다. 특히, 하류측 관로에서 소정 범위 내의 동수 변화량(△H) 편차를 보일 시에 더욱 높은 확률을 주는 것이 좋다.Therefore, since the estimated leakage section is connected to at least one of the upstream pipe and the downstream pipe, when the condition that the hydraulic head change (ΔH) obtained in the sections of the connected pipe meets the condition that the deviation within a predetermined range is satisfied In the estimated leak interval, it can be determined that the leak probability is relatively high. That is, the leakage probability is evaluated differently according to the deviation of the change amount (ΔH) of the hydraulic head of the contiguous pipeline. In particular, it is better to give a higher probability when the downstream conduit shows a deviation of the hydrodynamic change amount (ΔH) within a predetermined range.
이와 같이 추정한 누수 구간 내의 누수 위치는 상기 누수 위치 추정부(150)에 의해 탐지된다.The leak location in the water leak section estimated as described above is detected by the leak
상기 누수 위치 추정부(150)는 누수 구간 내의 누수 위치에서 발생한 누수음이 양 절점에 도달하는 중에 감쇄되는 강도에 따라 누수 위치를 탐지하며, 이를 위해서 누수 구간의 양 절점에서 검출한 누수음의 강도를 아래의 수학식 5에 대입하여 누수 위치를 추정한다.The leak
도 6을 참조하며 설명하면, 수학식 5에서 은 양 절점 중에 일측 절점에서 검출한 누수음 강도이고, 는 양 절점 중에 타측 절점에서 검출한 누수음 강도이고, 은 누수 구간의 관로 길이이고, 은 의 누수음 강도가 검출된 일측 절점부터 누수 위치까지의 거리이다. 6, in
누수 구간의 누추 위치에서 발생한 누수음의 강도는 누수 구간의 양 절점을 향해 각각 전파될 시에 전파 거리에 반비례하여 감쇄하며, 이러한 누수음 강도와 전파 거리의 반비례 관계에 근거하여 상기 수학식 5를 얻을 수 있다.The intensity of the leak sound generated at the leak point of the leak section is attenuated in inverse proportion to the propagation distance when propagated toward both nodes of the leak section. Based on the inverse relationship between the leak sound intensity and the propagation distance,
아울러, 타측 절점부터 누수 위치까지의 거리 도 아래의 수학식 6으로 얻을 수 있다.In addition, the distance from the other node to the leak location It can be obtained by Equation 6 below.
한편, 누수음은 일반적으로 고주파 대역이므로, 양 절점에서는 누수음을 시계열적 데이터로서 얻은 후 누수음 데이터를 주파수 변환하여 고주파수 대역의 음을 평균한 값을 누수음 강도로 정하는 것이 좋다. 여기서 고주파수 대역은 누수음의 주파수 대역에 대한 경험치를 적용할 수 있다. 다른 예를 들면, 양 절점에서 측정한 누수음 데이터를 주파수 분석한 후 일치하는 주파수 성분을 각각 추출하여 누수음을 얻을 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 누수음 이외의 노이즈가 유입되는 상황에서 노이즈를 제거하며 누수음을 추출하는 공지의 기술을 적용할 수 있으며, 이에 대한 상세 설명은 생략한다. On the other hand, since leak sound is generally a high-frequency band, it is better to obtain the leak sound as time-series data at both nodes, then frequency-convert the leak sound data to determine an average value of the sound in the high-frequency band as the leak sound intensity. Here, for the high frequency band, an experience value for the frequency band of the leak sound may be applied. As another example, after frequency analysis of leak sound data measured at both nodes, a leak sound can be obtained by extracting the corresponding frequency components. However, the present invention is not limited thereto, and a known technique for extracting a leak sound while removing noise in a situation in which noise other than a leak sound is introduced may be applied, and a detailed description thereof will be omitted.
그런데, 도 7에 예시한 바와 같이 누수 위치가 변곡점 근처로서 상기에서 추정한 누수 구간에 인접한 구간에서 발생하면, 누수 구간의 추정 오류가 발생할 수 있다. 즉 도 7에 예시한 바와 같이 누수 위치의 상류측 첫번째 절점까지의 구간 거리가 짧아, 그 구간에서의 손실수두도 적으면, 상류측 첫번째 절점이 변곡점으로 오인될 수 있다.However, as illustrated in FIG. 7 , when the leak location is near the inflection point and occurs in the section adjacent to the leaking section estimated above, an error in estimation of the leaking section may occur. That is, as illustrated in FIG. 7 , if the section distance to the first node on the upstream side of the leaking location is short and the head loss in that section is also small, the first node on the upstream side may be mistaken for an inflection point.
이에, 상기 누수 탐지부(100)는 도 7에 도시한 바와 같이 상기에서 추정한 누수 구간과 변곡점을 경계로 인접한 구간을 상기에서 추정한 누수 구간과 합쳐서 누수 위치의 탐지 구간을 확장한다. 즉, 확장 구간의 양 절점에서 얻는 누수음 강도를 상기 수학식 5 또는 상기 수학식 6에 대입하여 누수 위치를 얻는다. Accordingly, as shown in FIG. 7 , the
이때 얻는 누수 위치가 누수 구간에 속하면 누수 구간을 확정하고 누수 위치도 확정한다. 반면에, 누수 위치가 인접 구간에 속하면 인접 구간을 누수 구간으로 수정하고, 누수 위치는 인접 구간의 위치로 수정한다. If the leak location obtained at this time belongs to the leaking section, the leaking section is determined and the leaking location is also confirmed. On the other hand, if the leak location belongs to the adjacent section, the adjacent section is corrected to the leaking section, and the leak location is corrected to the location of the adjacent section.
재검증을 위해서, 인접 구간의 양 절점에서 얻는 누수음 강도를 상기 수학식 5 또는 상기 수학식 6에 대입하여 추정한 누수 위치를 확장 구간에서 얻은 누수 위치와 비교한 후 누수 위치를 재차 수정할 수도 있다. 재검증 과정에서는 양 누수 위치의 평균치로 하거나 양 누수 위치 사이의 구간으로 누수 위치의 범위를 정하는 방식으로 누수 위치를 수정할 수도 있다.For re-verification, the leak location estimated by substituting the leak sound intensity obtained from both nodes of the adjacent section into
한편, 도로를 따라 매설한 관로에는 옥외 소화전을 간격을 두고 설치되는 경우가 있으므로, 상기 계측부(10)는 옥외 소화전의 토출구에 체결하여 옥외 소화전으로 관류하는 물의 누출을 차단하며 관류하는 물의 수압을 측정하고, 관로에 전파되어 옥외 소화전에 도달하는 누수음을 검출하게 할 수 있다. 옥외 소화전에 설치하기 위한 계측부(10)의 구조는 공지된 기술이므로 상세 설명을 한다.On the other hand, since outdoor fire hydrants are sometimes installed in pipelines buried along roads at intervals, the measuring
이와 같이 옥외 소화전에 계측부(10)를 설치한 경우에는, 옥외 소화전이 설치된 위치를 절점으로 하여 옥외 소화전 사이의 구간 중에 누수 구간을 추정하고, 누수 위치도 추정할 수 있다.In this way, when the measuring
변형 실시 예로서, 본 발명은 소방설비 중에 소화전을 간격을 두고 설치한 송수라인(관로)과, 송수라인에 소방수를 공급하는 가압펌프를 포함하는 소화전설비에도 적용할 수 있다. 즉, 상기 계측부(10)를 각각의 소화전에 설치하고, 데이터 저장부(110)에 상기한 관련 정보를 저장하여 두며, 측정한 수압 및 누수음 크기에 따라 누수 구간을 추정하고, 누수 위치를 탐지할 수 있다. 이 경우에는 소화전을 사용하지 아니할 시에 유량이 없으므로 각 절점의 동수두가 거의 동일하다. 이에 따라, 누수가 발생할 시에 동수두 변화가 확연하게 나타나므로, 누수 구간을 정확하게 탐지할 수 있다. As a modified embodiment, the present invention can also be applied to a fire hydrant facility including a water supply line (pipe line) installed with a fire hydrant at intervals in the fire fighting facility, and a pressurized pump for supplying fire water to the water supply line. That is, the measuring
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법의 순서도이다. 8 is a flowchart of a leak detection method based on hydrodynamic analysis according to an embodiment of the present invention.
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법는 균등 수압 구역 내의 관로를 따라 설치된 계측부(10)에서 각각 수압센서(11)로 측정한 수압에 따라 계측부(10)에 의한 수압 측정 위치를 절점으로 하는 구간의 누수를 탐지하는 방법으로서, 상기한 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템에 의해 이루어지므로, 중복적인 상세 설명은 생략하고 주요 기술 내용 위주로 설명한다.The leak detection method based on the hydrodynamic head analysis is based on the water pressure measured by the
본 발명의 실시 예에 따른 동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법은 상기 동수도 산정부(120)에서 의한 동수 산정단계(S10)와, 상기 동수두 변화량 산정부(130)에 의한 동수두 변화량 산정단계(S20)와, 상기 누수 구간 탐지부(140)에 의한 누수 구역 선정단계(30) 및 누수 구간 탐지단계(S40)와, 상기 누수 위치 탐지부(150)에 의한 누수 위치 탐지단계(S50) 및 누수 위치 검증단계(S60)를 포함한다.The leak detection method based on the dynamic head analysis according to an embodiment of the present invention includes the steps of calculating the hydrostatic water by the hydrodynamic calculation unit 120 ( S10 ) and calculating the amount of change in the dynamic head by the dynamic head
상기 동수두 산정단계(S10)는 균등 수압 구역 내의 각 절점에서 측정한 수압을 취합하여 절점별 압력 수두를 산정한 후, 사전 조사된 절점별 위치 수두를 압력 수두에 합산하여 절점별 동수두 산정한다. 이때 압력 수두는 미리 설정된 야간 시간대에서 측정된 최대 수압을 적용하여 얻는 값을 사용하는 것이 좋다.The dynamic head calculation step (S10) is to calculate the pressure head for each node by collecting the water pressure measured at each node in the equal water pressure area, and then add the previously investigated position head for each node to the pressure head to calculate the dynamic head for each node. . In this case, it is recommended to use a value obtained by applying the maximum water pressure measured in the preset night time for the pressure head.
상기 동수두 변화량 산정단계(S20)는 각 구간에 대해 구간의 양 절점에서 얻는 동수두 차이 또는 동수경사를 산정하여 구간의 동수두 변화량을 얻는다. 여기서, 동수경사는 구간의 양 절점 동수두 차이를 구간의 관로 길이로 나누어 얻는다.In the step S20 of calculating the amount of change in dynamic head, for each section, the difference in hydraulic head obtained from both nodes of the section or the hydraulic inclination is calculated to obtain the amount of change in the dynamic head of the section. Here, the hydraulic slope is obtained by dividing the hydraulic head difference between the nodes of the section by the pipe length of the section.
상기 누수 구역 선정단계(S30)는 동수두 분포를 분석하거나 또는 동수두 변화량 분포를 분석하여, 균등 수압 구역의 누수 여부를 판단한다. 즉, 절점별로 산정한 동수두의 분포가 기설정 범위를 벗어난 균등 수압 구역을 누수 의심 구역으로 선정하거나 또는 구간별로 산정한 동수두 변화량의 분포가 기설정 범위를 벗어난 균등 수압 구역을 누수 의심 구역으로 선정한다.In the water leakage zone selection step (S30), it is determined whether water leaks in the uniform water pressure zone by analyzing the dynamic head distribution or the dynamic head change amount distribution. That is, an equal water pressure area in which the distribution of the dynamic head calculated for each node is outside the preset range is selected as a leak suspect area, or an equal water pressure area in which the distribution of the dynamic head change calculated for each section is out of the preset range is designated as a leak suspect area. select
상기 누수 구간 탐지단계(S40)는 누수 의심 구역으로 선정한 균등 수압 구역 내에서 동수두 변화량의 변곡점을 선택한 후 변곡점에 이어진 구간 중에 상대적으로 큰 동수두 변화량을 갖는 구간을 누수 구간으로 추정한다. 여기서, 변곡점은 동수두 변화량이 가장 크게 변동하는 절점으로 선택한다. 누수 구간을 추정할 시에는 누수 구간의 상류측 및 하류측 중에 적어도 어느 한 쪽에 연속으로 이어진 구간들의 동수두 변화량이 소정 범위 내의 편차를 갖는 조건을 추가하여, 해당 조건을 충족할 시에 누수 구간으로 선정한다.In the leak section detection step (S40), after selecting the inflection point of the hydrostatic head change within the uniform water pressure area selected as the leak suspicious area, the section having a relatively large dynamic head change among the sections following the inflection point is estimated as the leaking section. Here, the inflection point is selected as the node where the amount of change in the hydrodynamic head fluctuates the most. When estimating the leaking section, add a condition in which the amount of change in the dynamic head of the sections continuously connected to at least one of the upstream and downstream sides of the leaking section has a deviation within a predetermined range, and when the condition is satisfied, select
상기 누수 위치 탐지단계(S50)는 상기 계측부(10)의 누수음센서(12)에서 검출한 누수음 중에, 누수 구간의 양 절점에서 검출한 누수음의 강도에 따라 누수 구간 내의 누수 위치를 추정한다. 여기서, 누수 위치는 누수음 강도가 전파 거리에 반비례하여 감소하는 현상을 이용하여 상기 수학식 5 또는 수학식 6을 사용한다.In the leak location detection step (S50), among the leak sounds detected by the leak sound sensor 12 of the measuring
상기 누수 위치 검증단계(S60)는 상기 누수 구간 탐지단계(S40)에서 추정한 누수 구간과, 변곡점을 경계로 이어진 인접 구간을 합쳐서 누수 구간을 확장한 후, 확장한 누수 구간의 양 절점에서 검출한 누수음의 강도에 누수 위치를 추정하고, 이때 추정한 누수 위치가 인접 구간 내로 있을 시에 누수 구간을 수정하고, 수정한 누수 위치도 누수 구간 내의 누수 위치로 수정한다. 여기서, 확장한 누수 구간 내의 누수 위치도 상기 수학식 5 또는 수학식 6을 사용한다.The leak location verification step (S60) extends the leak section by adding the leak section estimated in the leak section detection step (S40) and the adjacent section connected by the inflection point as a boundary, and then detected at both nodes of the expanded leak section. Estimate the leak location based on the strength of the leak sound. At this time, if the estimated leak location is within the adjacent section, the leak section is corrected, and the modified leak location is also corrected to the leak location within the leak section. Here,
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.In the above, specific embodiments have been shown and described to illustrate the technical idea of the present invention, but the present invention is not limited to the same configuration and operation as the specific embodiments as described above, and various modifications are within the limits that do not depart from the scope of the present invention. can be carried out in Accordingly, such modifications should be considered to fall within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.
1 : 관로 1-1 : 배수본관
1-2 : 배수지관 1-3 : 소블록
2 : 균등 수압 구역 3 : 수압 조절 수단
4 : 배수지 5 : 유량계
10 : 계측부
11 : 수압센서 12 : 누수음센서
13 : 통신모듈 14 : 컨트롤러
15 : 전원
100 : 누수 탐지부
110 : 데이터 저장부
120 : 동수두 산정부
130 : 동수두 변화량 산정부
140 : 누수 구간 탐지부
141 : 누수 구역 추정부 142 : 누수 구간 추정부
150 : 누수 위치 탐지부1 : Pipe line 1-1 : Drainage main pipe
1-2: drain pipe 1-3: small block
2: equalizing water pressure zone 3: water pressure control means
4: Reservoir 5: Flowmeter
10: measurement unit
11: water pressure sensor 12: water leak sensor
13: communication module 14: controller
15: power
100: leak detection unit
110: data storage unit
120: Dongsu head mountain range
130: dynamic head change amount calculation unit
140: leak section detection unit
141: leak area estimator 142: leak section estimator
150: leak location detection unit
Claims (15)
상기 누수 탐지부(100)는
계측부(10)에 의한 수압 측정 위치를 절점으로 하는 절점별 위치 수두를 저장하여 둔 데이터 저장부(110);
측정 수압에 따른 압력 수두와 저장된 위치 수두로 절점별 동수두를 산정하는 동수두 산정부(120);
절점으로 구분된 구간별로 구간의 양 절점 사이의 동수두 변화량을 산정하는 동수두 변화량 산정부(130);
절점별로 산정한 동수두의 분포가 기설정 범위를 벗어난 균등 수압 구역(2)을 누수 의심 구역으로 선정하고, 누수 의심 구역으로 선정한 균등 수압 구역(2) 내에서, 동수두 변화량이 가장 크게 변동하는 절점을 변곡점으로 선택한 후 변곡점에 이어진 구간 중에 상대적으로 큰 동수두 변화량을 갖는 구간을 누수 구간으로 추정하는 누수 구간 탐지부(140);
를 포함하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템.a plurality of measuring units 10 installed along the pipeline to measure water pressure with a water pressure sensor 11, respectively; and a water leak detection unit 100 for detecting a water leak in the equal water pressure zone 2;
The leak detection unit 100
a data storage unit 110 storing the position head for each node using the water pressure measurement position by the measurement unit 10 as the node;
a dynamic head calculating unit 120 for calculating the dynamic head for each node with the pressure head according to the measured water pressure and the stored position head;
a dynamic head change amount estimating unit 130 for calculating a dynamic head change amount between both nodes of the section for each section divided by nodes;
The uniform water pressure area (2), in which the distribution of dynamic head calculated for each node is outside the preset range, is selected as a leak suspect area, and within the uniform water pressure area (2) selected as the leak suspicious area, the change in the dynamic head fluctuates the most. After selecting a node as an inflection point, a leak section detection unit 140 for estimating a section having a relatively large amount of change in hydrodynamic head among sections following the inflection point as a leak section;
containing
A leak detection system based on hydrodynamic analysis.
상기 누수 구간 탐지부(140)는
구간별로 산정한 동수두 변화량의 분포가 기설정 범위를 벗어난 균등 수압 구역(2)을 누수 의심 구역으로 선정하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템.The method of claim 1,
The leak section detection unit 140 is
The distribution of the amount of change in the hydrodynamic head calculated for each section is out of the preset range, and the uniform water pressure area (2) is selected as a water leak suspect area.
A leak detection system based on hydrodynamic analysis.
상기 동수두 변화량 산정부(130)는
구간의 양 절점 동수두 차이와, 구간의 관로 길이에 따라 얻는 동수경사를 구간의 동수두 변화량으로 적용하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템.The method of claim 1,
The dynamic head change amount calculating unit 130 is
The hydraulic head difference between both nodes of the section and the hydraulic inclination obtained according to the pipe length of the section are applied as the amount of change in the dynamic head of the section.
A leak detection system based on hydrodynamic analysis.
상기 동수두 산정부(120)에서 얻는 동수두는
미리 설정된 야간 시간대에서 측정된 최대 수압을 적용하여 얻는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템.The method of claim 1,
The dynamic head obtained by the dynamic head calculating unit 120 is
obtained by applying the maximum water pressure measured at a preset night time
A leak detection system based on hydrodynamic analysis.
상기 누수 구간 탐지부(140)에서 누수 구간을 추정할 시에,
누수 구간의 상류측 및 하류측 중에 적어도 어느 한 쪽에 연속으로 이어진 구간들의 동수두 변화량이 소정 범위 내의 편차를 갖는 조건을 충족할 시에 누수 구간으로 추정하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템.The method of claim 1,
When estimating the leak section in the leak section detection unit 140,
Estimated as a leaking section when the condition of having a deviation within a predetermined range of dynamic head change in sections continuously connected to at least one of the upstream and downstream sides of the leak section is satisfied
A leak detection system based on hydrodynamic analysis.
상기 계측부(10)는
관로를 통해 전파되는 누수음을 검출하는 누수음센서(12)를 포함하고,
상기 누수 탐지부(100)는
상기 누수 구간 탐지부(140)에서 추정한 누수 구간의 양 절점에서 검출한 누수음의 강도에 따라 누수 위치를 추정하는 누수 위치 추정부(150);를 포함하되,
일측 절점에서 검출한 누수음 강도가 이고, 타측 절점에서 검출한 누수음 강도가 이고, 누수 구간의 관로 길이가 일 시에, 의 누수음 강도가 검출된 일측 절점에서 누수 위치까지의 거리 을
으로 산정하여 누수 위치를 탐지하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템.The method of claim 1,
The measurement unit 10 is
Includes a water leak sensor 12 for detecting a water leak sound propagating through a pipe,
The leak detection unit 100 is
A leak location estimator 150 for estimating a leak location according to the strength of the leak sound detected at both nodes of the leak section estimated by the leak section detection unit 140;
The leak sound intensity detected at one node is , and the leak sound intensity detected at the other node is and the pipe length of the leaking section is at one time, The distance from the leaking location at the one-side node where the leak sound intensity of second
to detect the leak location by calculating
A leak detection system based on hydrodynamic analysis.
상기 누수 탐지부(100)는
상기 누수 구간 탐지부(140)에서 추정한 누수 구간과 변곡점을 경계로 이어진 인접 구간을 상기 누수 구간 탐지부(140)에서 추정한 누수 구간과 합쳐 얻은 확장 구간에 대해서, 확장 구간의 양 절점에서 검출한 누수음 강도에 따라 누수 위치를 추정하여, 누수 위치가 인접 구간 내로 추정될 시에 누수 구간을 수정하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 시스템.7. The method of claim 6,
The leak detection unit 100
For the extended section obtained by combining the leak section estimated by the leak section detection unit 140 and the adjacent section connected to the inflection point as a boundary with the leak section estimated by the leak section detecting section 140, it is detected at both nodes of the extension section By estimating the location of the leak according to the intensity of one leak, the leak section is corrected when the leak location is estimated within the adjacent section.
A leak detection system based on hydrodynamic analysis.
계측부(10)에 의한 수압 측정 위치를 절점으로 하는 절점별 위치 수두와, 측정 수압에 따른 압력 수두로 절점별 동수두를 산정하는 동수두 산정단계(S10);
절점으로 구분된 구간별로 구간의 양 절점 사이의 동수두 변화량을 산정하는 동수두 변화량 산정단계(S20);
절점별로 산정한 동수두의 분포가 기설정 범위를 벗어난 균등 수압 구역(2)을 누수 의심 구역으로 선정하는 누수 구역 선정단계(S30);
누수 의심 구역으로 선정한 균등 수압 구역(2) 내에서, 동수두 변화량이 가장 크게 변동하는 절점을 변곡점으로 선택한 후 변곡점에 이어진 구간 중에 상대적으로 큰 동수두 변화량을 갖는 구간을 누수 구간으로 추정하는 누수 구간 탐지단계(S40);
를 포함하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법.In the leak detection method based on hydrodynamic head analysis for detecting water leakage according to the water pressure measured by the water pressure sensor 11 in the measuring unit 10 installed along the pipeline in the equal water pressure zone 2,
A dynamic head calculating step (S10) of calculating the dynamic head for each node with the position head for each node using the water pressure measurement position as the node by the measuring unit 10 and the pressure head according to the measured water pressure;
A dynamic head change amount calculation step of calculating the dynamic head change amount between both nodes of the section for each section divided by nodes (S20);
a water leakage area selection step (S30) of selecting an equal water pressure area (2) in which the distribution of the hydrostatic head calculated for each node is out of a preset range as a water leak suspicious area;
Within the uniform water pressure zone (2) selected as the leak-suspicious zone, the inflection point is selected as the node with the largest change in dynamic head change, and the section following the inflection point with a relatively large change in dynamic head is estimated as the leaking zone. detection step (S40);
containing
A leak detection method based on hydrodynamic analysis.
상기 누수 구역 선정단계(S30)는
구간별로 산정한 동수두 변화량의 분포가 기설정 범위를 벗어난 균등 수압 구역(2)을 누수 의심 구역으로 선정하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법.9. The method of claim 8,
The leak area selection step (S30) is
The distribution of the amount of change in the hydrodynamic head calculated for each section is out of the preset range, and the uniform water pressure area (2) is selected as a water leak suspect area.
A leak detection method based on hydrodynamic analysis.
동수두 변화량 산정단계(S20)는
구간의 양 절점 동수두 차이와, 구간의 관로 길이에 따라 얻는 동수경사를 구간의 동수두 변화량으로 적용하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법.9. The method of claim 8,
The dynamic head change amount calculation step (S20) is
The hydraulic head difference between both nodes of the section and the hydraulic inclination obtained according to the pipe length of the section are applied as the amount of change in the dynamic head of the section.
A leak detection method based on hydrodynamic analysis.
상기 동수두 산정단계(S10)는
미리 설정된 야간 시간대에서 측정된 최대 수압을 적용하여 동수두를 얻는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법.9. The method of claim 8,
The hydrodynamic head calculation step (S10) is
The hydraulic head is obtained by applying the maximum water pressure measured in the preset night time zone.
A leak detection method based on hydrodynamic analysis.
상기 누수 구간 탐지단계(S40)는
누수 구간의 상류측 및 하류측 중에 적어도 어느 한 쪽에 연속으로 이어진 구간들의 동수두 변화량이 소정 범위 내의 편차를 갖는 조건을 충족할 시에 누수 구간으로 추정하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법.9. The method of claim 8,
The leak section detection step (S40) is
Estimated as a leaking section when the condition of having a deviation within a predetermined range of dynamic head change in sections continuously connected to at least one of the upstream and downstream sides of the leak section is satisfied
A leak detection method based on hydrodynamic analysis.
상기 계측부(10)는 관로에 간격을 두고 설치된 소화전의 토출구에 체결되어 소화전으로 관류하는 물의 누출을 차단하며 관류하는 물의 수압을 측정하고,
상기 누수 구간 탐지단계(S40)는
소화전이 설치된 위치를 절점으로 하여, 소화전 사이의 구간 중에 누수 구간을 추정하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법.9. The method of claim 8,
The measuring unit 10 is fastened to the outlet of the fire hydrant installed at intervals in the pipeline to block the leakage of water flowing through the fire hydrant and measure the water pressure of the flowing water,
The leak section detection step (S40) is
Using the location where the fire hydrant is installed as the node, it is a method of estimating the leakage section among the sections between the fire hydrants.
A leak detection method based on hydrodynamic analysis.
상기 계측부(10)는 관로를 통해 전파되는 누수음을 검출하는 누수음센서(12)를 포함하고,
상기 누수 구간 탐지단계(S40)에서 추정한 누수 구간의 양 절점에서 검출한 누수음의 강도에 따라 누수 위치를 추정하는 누수 위치 탐지단계(S50);를 포함하되,
일측 절점에서 검출한 누수음 강도가 이고, 타측 절점에서 검출한 누수음 강도가 이고, 누수 구간의 관로 길이가 일 시에, 의 누수음 강도가 검출된 일측 절점에서 누수 위치까지의 거리 을
으로 산정하여 누수 위치를 탐지하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법.9. The method of claim 8,
The measuring unit 10 includes a leak sound sensor 12 for detecting a leak sound propagating through a pipe,
A leak location detection step (S50) of estimating the leak location according to the strength of the leak sound detected at both nodes of the leak section estimated in the leak section detection step (S40);
The leak sound intensity detected at one node is , and the leak sound intensity detected at the other node is and the pipe length of the leaking section is at one time, The distance from the leaking location at one node where the leak sound intensity of second
to detect the leak location by calculating
A leak detection method based on hydrodynamic analysis.
상기 누수 구간 탐지단계(S40)에서 추정한 누수 구간과 변곡점을 경계로 이어진 인접 구간을 상기 누수 구간 탐지단계(S40)에서 추정한 누수 구간과 합쳐 얻은 확장 구간에 대해서, 확장 구간의 양 절점에서 검출한 누수음 강도에 따라 누수 위치를 추정하여, 누수 위치가 인접 구간 내로 추정될 시에 누수 구간을 수정하는 누수 위치 검증단계(S60);
를 수행하는
동수두 분석에 근거한 누수 탐지 방법.15. The method of claim 14,
For the extended section obtained by combining the leak section estimated in the leak section detection step (S40) and the adjacent section connected to the inflection point as a boundary with the leak section estimated in the leak section detection step (S40), detection at both nodes of the extension section A leak location verification step (S60) of estimating a leak location according to one leak sound intensity, and correcting a leak section when the leak location is estimated within an adjacent section (S60);
to do
A leak detection method based on hydrodynamic analysis.
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2022
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